Jak działa wzmacniacz lampowy? Prosty opis działania i schemat

Sygnał który chcę wzmocnić puszczam przez siatkę sterującą, przez katodę płynie prąd z jakiegoś źródła prądu, a z anody wychodzi już sygnał wzmocniony który idzie już do powiedzmy głośnika. Tak to mniej więcej wygląda? Byłbym bardzo wdzięczny jakby ktoś jeszcze bardziej rozbudował ten opis wzmacniacza lampowego(oczywiście też takim prostym językiem).

Moderowany przez oldboy:

Przeniesiono z "Retro i Lampy"

Witam

Mylisz się

Zasada działania każdego dyskretnego elementu aktywnego jest prosta.

W przypadku lampy będzie to tak:

Napięcie podane na siatkę lampy steruje przepływem prądu w obwodzie Anoda-Katoda.
Czym mniejsze napięcie ujemne na siatce tym prąd Anoda-Katoda będzie mniejszy, jednak napięcie siatki nie może być równe lub wyższe od potencjału katody, ponieważ wtedy popłynie szkodliwy dla lampy prąd siatki.

Podobnie zachowują się tranzystory polowe.

W tranzystorach bipolarnych także jest podobnie, z tym że o prądzie kolektora decyduje prąd bazy, a nie napięcie. (prąd kolektora jest beta razy większy od prądu bazy).

Pozdrawiam

Cytat:

Napięcie podane na siatkę lampy steruje przepływem prądu w obwodzie Anoda-Katoda.

To akurat wiem

Cytat:

Czym mniejsze napięcie ujemne na siatce tym prąd Anoda-Katoda będzie mniejszy

wydawało mi się że jest odwrotnie

Cytat:

jednak napięcie siatki nie może być równe lub wyższe od potencjału katody

co rozumiesz przez "potencjał katody"?

Polecam lekturę artykułu:
"Zasady wzmacniania napięciowego", Radioamator 4/1952
w zakładce "Teoria"na stronie: http://www.fonar.com.pl

Pieczar91 napisał:

Cytat:

Napięcie podane na siatkę lampy steruje przepływem prądu w obwodzie Anoda-Katoda.

To akurat wiem

Z treści Twojego pytania to nie wynika

Pieczar91 napisał:

Cytat:

Czym mniejsze napięcie ujemne na siatce tym prąd Anoda-Katoda będzie mniejszy

wydawało mi się że jest odwrotnie

Odwrotnie jest w tranzystorach polowych z kanałem typu P

Pieczar91 napisał:

Cytat:

jednak napięcie siatki nie może być równe lub wyższe od potencjału katody

co rozumiesz przez "potencjał katody"?

Potencjał katody to napięcie jakie na niej panuje, względem punktu odniesienia (masy).

Polecam zapoznanie się z zasadami działania elementów aktywnych.

Pozdrawiam

z artykułu na fonarze mało co rozumiem, a z drugiego postu Artura wynika że dobrze myślałem co do działania lamp, tyle że źle to napisałem.

Artur k. napisał:

Czym mniejsze napięcie ujemne na siatce tym prąd Anoda-Katoda będzie mniejszy
Pozdrawiam

A mnie sie wydaje ze jest na odwrót, chodź nie jestem specjalistą od lamp.
Lampa (trioda) działa bardzo podobnie do tranzystora polowego (JFET) typu N.
Zresztą na logikę.
Skoro katoda emituje elektrony a anoda je przyciąga to:
Im bardziej siatka jest ujemna, tym bardziej hamuje przepływ elektronów od katody do anody.
Im potencjał siatki będzie mniej ujemny siatka będzie mniej odpychać elektrony i więcej ich zastanie przyciągniętych przez anodę.
Czyli prąd anody wzrośnie.
I gdy napięcia na siatce będzie równe napięciu na katodzie, to wtedy wszystkie elektrony emitowane przez katodę zostaną przyciągnięte do anody.
Dla potwierdzenia mojej tezy proszę zobaczyć tu na charakterystykę siatkową
http://www.abc55555.republika.pl/audio/lp1.htm
lub bezpośrednio do danych katalogowych
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/009/e/E88C.pdf ( na stronie 5 to pięknie widać)

A wzmocnienie wynika z tego ze:
Do spowodowania takiej samej zmiany prądu anody potrzebna jest większa zmiana napięcia anodowego niż napięcia siatki.
I tak np. dla triody E88C
Zmiana napięcia na siatce z -2.5V do 2V(czyli zmiana o 0.5V) dla napięcia na anodzie równego 200V odpowiada zmianie prądu anodowego o 5mA ( prąd wzrośnie z 6mA do 11mA).
Teraz by otrzymać taką samą zmianę prądu anody ( zmianę o 5mA) przy stałym napięciu na siatce -2.5V. Trzeba napięcie na anodzie zwiększyć
z 175V do 210V czyli o 35V.
Czyli wzmocnienie naszej lampy wynosi µ=35V/0.5V=70V/V czyli tyle ile podaje katalog (amplification factor µ w katalogu na drugiej stronie)
I teraz najważniejsze.
Napięcie które chcemy wzmocnić doprowadzamy do siatki. A to dlatego że jak już wiesz małe zmiany napięcia na siatce powodują duże zmiany w natężeniu prądu anodowego.
I właśnie te duże zmiany prądu anodowego wytwarzają interesujące nas napięcie wyjściowe.
W tym celu prąd anody należy przepuścić przez rezystancje obciążenia. I właśnie na tej rezystancji powstaje na skutek dużych zmian prądu anodowego wzmocnione napięcie wyjściowe.
Jak widać lampa sama niczego nie wzmacnia.
Ona tylko steruje przepływem dużego prąd miedzy katodą a anodą . Który jest pobierany z jakiegoż źródła zasilającego. A napięciem siatki możemy zmieniać wartość tego prądu.
Wiec jakby źródło zasilania nie byłoby wstanie dostarczyć tego dużego prądu to nic by nie zostało wzmocnione.

Cytat:

Im bardziej siatka jest ujemna, tym bardziej hamuje przepływ elektronów od katody do anody.

mi też właśnie się tak wydaje
P.S. rezystancje obciążenia to jest konkretny opornik czy coś źle zrozumiałem, i od czego zależy jego wartość? I jeszcze pytanie pomocnicze, co by było gdyby nie było tego opornika?

jony

Masz rację, dobrze myślałem ale źle napisałem. To logiczne, że mniej ujemne napięcie będzie się zbliżało do 0, a nie w drugą stronę.

Przepraszam za pomyłkę

Pozdrawiam

Rezystancją obciążenia może być opornik (rezystor), słuchawka, czy co tam podłączysz między anodę a plus zasilania.
Od wartości tego opornika zależy wzmocnienie napięciowe wzmacniacza.
Czym opornik większy tym wzmocnienie większe. A to dlatego ze czym opornik ma większą rezystancje tym już niewielkie zmiany prądu anodowego wywołują na tym oporniku duże napięcie zgodnie z prawem Ohma U=I*R.
Wynika z tego za jak by nie było tego opornika, to nie wystąpi efekt wzmocnienia. Nie ma opornika nie ma wzmocnienia napięciowego. Bo napięcia na siatce struje tylko przepływem prądu miedzy anodą a katodą. A to właśnie rezystor zamienia te zmiany prądu na napięcie zgodnie z prawem Ohma.
To tak w wielkim uproszczeniu

Cytat:

słuchawka

czyli równie dobrze głośnik( to dlatego mają określony opór). A jeszcze się spytam o "stopnie" wzmacniacza, np wejściowy, sterujący, wyjściowy? I jeszcze jedno: jak działają filtry?(to ma coś wspólnego z kondensatorami chyba?)

Głośnik też ale tylko przez transformator, bo lampa ma dużą rezystancje wyjściową.
Jeśli chodzi o stopnie to. To po prostu kilka wzmacniaczy połączonych jest jeden za drugim (tzw. kaskadowo lub szeregowo).
I ten który jest pierwszy nazywamy wejściowym w środku sterującym a ten stopień do którego podłączony jest głośnik przez transformator nazywamy wyjściowym.

Co do filtru zobacz tu
http://pl.wikipedia.org/wiki/Filtr_%28elektronika%29
Aa ja przedstawię pokrótce jak działa filtrdolnoprzepustowy.

Filtr dolnoprzepustowy składa się z rezystora i kondensatora połączonych szeregowo.
Napięcie wyjściowe pobierane jest z kondensatora. Układ ten należy potraktować jako dzielnik napięć gdzie w roli zmiennej rezystancji „pracuje” kondensator.
Dla niskich częstotliwości kondensator ma duża reaktancje wiec prawie całe napięcie wejściowe przedostaje się na wyjściowe. W miarę wzrostu częstotliwości reaktancja kondensatora maleje a tym samym maleję napięcie na wyjściu. Dla częstotliwość przy której
reaktancja kondensatora równa jest wartości rezystora napięcie na wyjściu wynosi Uwy=0.707*Uwe i dzieje się to dla częstotliwości
$$F=\frac{1 }{2*\Pi*R*C}$$
Dla dzielnika napiec złożonego z dwóch rezystorów współczynnik podziału nie zależy od
częstotliwości, gdyż nie zależy od niej wartość rezystancji tworzących go rezystorów.
W przypadku naszego filtru współczynnik podziału dla innej częstotliwości jest inny, bo przy nie zmienionej wartości R inna jest wtedy wartość reaktancji kondensatora.
Mówimy ze układ jest „filtrem”, gdyż w przypadku złożonych sygnałów ich składowe o rożnych częstotliwościach przedostają się na jego wyjście z rożnym „wzmocnieniem”

ok to z lamp rozumie z filrów rozumie, czyli wszystko co chciałem zrozumieć, tylko jeszcze jedno: Jeśli połącze dwa wzmacniacze o mocy x, to na wyjściu drugiego wzmacniacza będzie 2x czy xx?

Witam,

Pieczar91 napisał:

ok to z lamp rozumie z filrów rozumie, czyli wszystko co chciałem zrozumieć, tylko jeszcze jedno: Jeśli połącze dwa wzmacniacze o mocy x, to na wyjściu drugiego wzmacniacza będzie 2x czy xx?

w jaki sposób połączone? To jest sprawa zasadnicza ! ! !
I co za wielkość fizyczną reprezentuje Twoje x?
Nie może to być moc w znaczeniu fizycznym, ponieważ nie istnieje jej iloczyn jako kwadrat (xx) mocy.

Pozdrawiam

Chyba chodziło o wzmocnienie...na dobrą sprawę najważniejszy jest stopień końcowy względem uzyskiwanej mocy, wiąże się to także z wzmocnieniem sygnału. Stopień wstępny i sterujący służą do polepszenia odpowiednich parametrów wzmacniacza.

Tak, źle się wyraziłem, chodziło mi właśnie o wzmocnienie sygnału,

Cytat:

Stopień wstępny i sterujący służą do polepszenia odpowiednich parametrów wzmacniacza.

czyli na przykład zniekształcenia?(takie jak w piecach gitarowych). Jak one powstają?(tak mi coś świta że gdzieś jest napięcie większe niż powinno)

Jeśli chodzi o wzmacniacze napięciowe to w połączeniu kaskadowym (wejście jednego z wyjściem drugiego) wzmocnienie sie mnoży.
Np. łączymy dwa wzmacniacze napięciowe o wzmocnieniu 2x, to wzmocnienie całości wyniesie 4x. Jeśli jeden będzie miał 2x, a drugi 3x to łącznie będą miały wzmocnienie 6x.
Jeśli wzmocnienie wyrażamy w dB (decybelach), to wtedy się dodają, czyli jeden ma wzmocnienie 2dB, drugi 3dB, to razem mają 5dB.
Przeliczanie wzmocnienia z V/V na dB jest proste:
K[dB] = 20log*Ku[V/V]

Wzmacniaczy mocy nie wolno łączyć w ten sposób.

Jeśli chodzi o zniekształcenia to mamy ich kilka rodzajów. Najczęściej spotkasz się ze zniekształceniami nieliniowymi, wynikającymi z tego, że element aktywny przy niskich sygnałach sterujących ma charakterystykę w postaci kolana, efektem tego jest nierówne wzmocnienie połówek sygnału (sinusoidy).
Spotykamy także zniekształcenia skrośne, występujące we wzmacniaczach mocy klasy B i AB, powstają w wyniku przejścia sygnału przez "0", w celu zmniejszenia tego rodzaju zniekształceń we wzmacniaczach jest coś takiego jak prąd spoczynkowy.
Trzecim rodzajem są zniekształcenia harmoniczne, wynikające z przesterowania wzmacniacza, czyli podania na jego wejście sygnału o zbyt wysokim poziomie, skutkuje to obcinaniem wierzchołków sygnału, a w skrajnych przypadkach na wyjściu może pojawić się przebieg prostokątny.

Pozdrawiam

no to jak już trochę poszerzyłem swoją wiedzę teoretyczną, to jeszcze pytanie z spraw innej natury:jakiej wiedzy mi brakuje(załóżmy że wiem tylko to co się nauczyłem z tego tematu) by zrobić wzmacniacz ok 50W mocy, tylko z kanałem czystym(mam moje ukochane efekty), i najlepiej jakby nie był zbytnio rozwinięty technicznie?

Koledze brakuje jeszcze sporo wiedzy na temat wzmacniaczy.

budowę u uruchomienie każdego sprzętu zaczyna się od nauki podstaw działania danego urządzenia.

Wnioskując po kolegi postach, przymierzasz się do budowy wzmacniacza gitarowego i najchętniej byś zrobił to na lampach, w takim przypadku odpuść sobie. Nie chcę Cię zniechęcać ale budowa takiego sprzętu dobrej klasy wymaga sporej wiedzy, zarówno teoretycznej jak i praktycznej.

Jeśli już bardzo się upierasz, to możesz zbudować końcówkę mocy na jakimś układzie scalonym np. popularnym TDA7294 (ja go nie lubię ale na początek jest ok.) i jakis przedwzmacniacz i będzie działało, tylko pytanie czy będzie Ci się na tym dobrze grało

Pozdrawiam

Cytat:

zarówno teoretycznej jak i praktycznej.

właśnie do tego ma służyć ten wzmacniacz by trochę w praktyce pokombinować

Tak czy inaczej polecam zapoznać się na początek z podstawami , czyli elementy elektroniczne i ich zastosowanie.
Dużo podstaw znajdziesz na stronie
www.edw.com.pl

Następnie zacznij od prostych układów, nie porywaj się na początek na wzmacniacze o mocach 50W czy 100W, i większych.

Jeśli chcesz się uczyć to zbudowanie wzmacniacza o mocy 3W sprawi Ci radość , a z czasem nabierzesz wiedzy i doświadczenia.

Ja bym tak zrobił , zresztą pierwszy wzmacniacz jaki zbudowałem był na archaicznej kostce UL1481 i wierz mi, że prawie skakałem z radości, że działa .

Pozdrawiam

Ja na początek ten wzmacniacz słuchawkowy.
Bez globalnej pętli sprzężenia zwrotnego w układzie single-ended.
http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/AVT2464.pdf

w tym schemacie:http://www.elektroda.net/cir/guitar/Blues%20Deluxe.gif wszystko jest rozbite na pewne części(np lampy są rozbite na V2A,V2B itp) czy opłaca się robić z tego jeden spójny schemat połączeniowy, czy było by to wszystko zbyt ściśnięte, a jeśli tak to może jest jakiś program do robienia tego typu rysunków?

Nie za bardzo rozumiem o co tobie chodzi.
Ale te oznaczenia V2A i V2B mówią nam ze w jednej bańce szklanej znajdują się dwie triody.
http://www.drtube.com/datasheets/e88ccjj2003.pdf

A programów do rysowanie jest sporo zobacz tu
http://www.elektroda.net/download/pafiledb.php

Chodzi mi o to że jedna lampa jest w dwóch różnych miejscach.

Jest -bo ma w środku DWIE Producenci szybko doszli że w realnych układach potrzeba kilka takich lub podobnych elementów. A jak któryś będzie niepotrzebny -to go na boczek /np.V2B- w Twoim schemacie/.
Jak na pierwszą konstrukcję która Cię interesuje to zrobiłeś wrażenie! Na początek przeglądaj i porównuj ze sobą dużo schematów + ucz się teorii. Moją pierwszą konstrukcją był kabelek do gitary polutowany haczykiem od pieca Dla rozkręcenia zrób coś na kostce TL072 którą masz w schemacie lub jakiś prosty zasilacz i korzystaj z http://www.datasheetcatalog.com/ gdzie znajdziesz szczegóły podzespołów. Bez katalogu jak bez reki.

Myślę że V2B to nie był dobry przykład, powinienem podać V3A-V3B i chodziło mi o to że są dwa rysunki jednej lampy tylko że w jednym rysunku są przedstawione połączenia z nóżkami 1,2,3,4,5,9 a w drugim z 6,7,8, i teraz chciałbym ten sam schemat przedstawić w taki sposób by wyglądało to mniej więcej jak w praktyce.

Cytat:

Moją pierwszą konstrukcją był kabelek do gitary polutowany haczykiem od pieca

takich "konstrukcji" mam za sobą już kilka.
I jeszcze jedno, czy jest to kompletny schemat?

Pieczar91 napisał:

Chodzi mi o to że jedna lampa jest w dwóch różnych miejscach.

Ale właśnie dzięki temu „rozdwojeniu” schemat jest czytelniejszy i łatwiejszy w analizie.
To ze te lampy fizycznie znajdują się w jednej bańce nie ma znaczenia.
Bo fizyczne rozmieszczenie ma niewiele wspólnego ze schematem elektrycznym. Byle tylko elementy były połączone tak jak na schemacie.
Zobacz sobie tu
http://www.nikomp.com.pl/zestawyN/N-013.htm
Po prawej fizyczne rozmieszczenie elementów, a po lewej czytelny schemat
https://obrazki.elektroda.pl/87_1178740307.jpg

PS. schemat wygląda na kompletny